非分时触控及显示的内嵌式液晶显示器及其驱动方法技术

本发明专利技术公开一种非分时触控及显示的内嵌式液晶显示器及其驱动方法。一种应用在内嵌式液晶显示器的非分时触控及显示驱动方法，其在对像素施加像素电压以显示图像的同时，检测共电极板以判断是否有物件触碰该内嵌式液晶显示器。由于本发明专利技术的驱动方法不用将显示及触控分时处理，因此在高解析度的内嵌式液晶显示器中，能够有充份的显示时间以及触控检测时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关一种内嵌式液晶显示器，特别是关于一种非分时触控及显示的内嵌式液晶显示器及其非分时触控及显示驱动方法。
技术介绍
图1显示已知的液晶显示器(LCD)，其利用低电压差分信号传输(Low-Voltage Differential Signaling；LVDS)电路10将来自笔电的帧数据传送至LCD控制专用集成电路(application Specific Integrated Circuit；ASIC)14或者利用LCD控制电路12将来自桌上型电脑的帧数据传送至LCD控制ASIC 14，LCD控制ASIC 14根据帧数据控制多个栅极驱动器18及20以及多个源极驱动器22及24，LCD面板26具有多条栅极驱动线及多条源极驱动线，栅极驱动器18及20根据来自LCD控制ASIC 14的帧起始信号STV开始依序驱动多条栅极驱动线，源极驱动器22及24根据来自LCD控制ASIC 14的灰阶数据GSD施加电压至被驱动的栅极驱动线上所耦接的多个像素电极，以决定被驱动的像素的灰阶，其中帧起始信号STV代表开始显示下一个帧，参考电压产生器16提供参考电压给多个栅极驱动器18及20以及多个源极驱动器22及24以校准多个栅极驱动器18及20以及多个源极驱动器22及24内的电压。目前结合触控及显示功能的液晶显示器约可分为两种，第一种是于LCD面板26上增加一触控面板来达成触控功能，第二种则是在LCD面板26中内嵌触控功能。内嵌式液晶显示器虽然不用增加触控面板就可以达成触控功能，但为了避免显示图像与触控感测互相干扰，因此显示与触控功能必需分时操作。假设图1的LCD面板26的解析度为1920×1080，帧更新率(frame rate)为60Hz，即LCD面板26每秒显示60个帧，换言之，每个帧有16.7ms的时间。如图2的栅极驱动信号的波形28所示，在LCD面板26没有结合触控功能的情况下，16.7ms的时间几乎全部用来显示图像。如图2的栅极驱动信号的波形30及触控感测信号的波形32所示，在LCD面板26结合触控功能后，16.7ms的时间中只有10ms的时间用来显示图像，剩余的6.7ms是用来执行触控感测。图3显示一种已知的触控及显示分时方法，其是先显示图像后再进行触控感测。如图3所示，多个栅极驱动器18及20依序送出驱动信号Out1-Out1080以驱动多条栅极驱动线以显示图像，而最后一条栅极驱动线完成驱动后至重新驱动第一条栅极驱动线的垂直空白(V-blanking)时间进行触控感测。图4是第二种已知的触控及显示分时方法，此方式是缩短每一个驱动信号Out1-Out1080的驱动时间以使相邻的驱动信号之间有一水平空白(H-blanking)时间可供进行触控感测。图5显示第三种已知的触控及显示分时方法，其同样缩短每一个驱动信号Out1-Out1080的驱动时间，但是连续送出数个驱动信号Out1、Out2、Out3后，插入一长水平空白(long H-blanking)时间供触控感测，其中该长水平空白时间等于连续送出的数个驱动信号Out1、Out2、Out3被缩短的时间的总合。然而，已知的触控及显示分时方法无法使用在高解析度的LCD面板中。以60Hz的帧更新率例，每个帧有16.7ms的时间，因此LCD面板26的解析度为1024×768时，每条栅极驱动线最多有16.7ms/768＝21.7μs的驱动时间。当LCD面板26的解析度为1920×1080时，每条栅极驱动线最多有16.7ms/1080＝15.4μs的驱动时间。当LCD面板26的解析度为4K×2K时，每条栅极驱动线最多有16.7ms/2K＝8.3μs的驱动时间。也就是说，随着解析度的增加，每条栅极驱动线的驱动时间跟着减少，因此在高解析度的LCD面板26中，每条栅极驱动线的驱动时间都快不够用了，无法再分出时间来达成触控感测。在LCD面板26中还包括一共电极板，共电极板具有一共电极电压Vcom作为参考电位，当施加在像素电极的电压大于共电极电压Vcom时，视为正极性电压，当施加在像素电极的电压小于共电极电压Vcom时，视为负极性电压。在二连续帧中，相同位置的像素的极性相反，以避免PI(polyimide)高分子物质长时间维持在相同电压，形成永久极化使液晶分子无法转动。共电极电压Vcom可以是直流电压也可以是交流电压，图6显示直流共电极电压的驱动方法，其中共电极电压Vcom为固定电压，源极驱动线上的电压V0+、V1+、V2+、V3+、V4+、V5+、V6+、V0-、V1-、V2-、V3-、V4-、V5-、V6-与共电极电压Vcom之间的压差决定像素的灰阶，在此范例中假设源极驱动线上的电压与共电极电压Vcom之间的最大压差为8V时，共电极电压Vcom设定为8V，而源极驱动线上的电压将在0V至16V之间变动，例如电压V0+、V1+、V2+、V3+、V4+、V5+、V6+分别为9V、10V、11V、12V、13V、14V、15V，电压
V1-、V2-、V3-、V4-、V5-、V6-分别为7V、6V、5V、4V、3V、2V、1V。图7显示交流共电极电压的驱动方法，其是施加一交流驱动信号至共电极板，以使共电极电压Vcom在二个电压之间交替切换，源极驱动线上的电压V0+、V1+、V2+、V3+、V4+、V5+、V6+、V7+、V0-、V1-、V2-、V3-、V4-、V5-、V6-、V7-与共电极电压Vcom之间的压差决定像素的灰阶，在此范例中假设源极驱动线上的电压与共电极电压Vcom之间的最大压差为8V，共电极电压Vcom设定在0V及8V之间交替切换，则源极驱动线上的电压将在0V至8V之间变动，例如电压V0+、V1+、V2+、V3+、V4+、V5+、V6+、V7+分别为1V、2V、3V、4V、5V、6V、7V、8V，电压V1-、V2-、V3-、V4-、V5-、V6-、V7-分别为7V、6V、5V、4V、3V、2V、1V、0V。由前面叙述可知，在最大压差相同的情况下，相较于直流共电极电压的驱动方式，交流共电极电压的驱动方式可以降低源极驱动线上电压的最小值与最大值之间的压差以降低功率消耗，而且可以用低压工艺实现以降低芯片尺寸。此外交流共电极电压的驱动方式也具有较低的涌入电流(in-rush current)，故交流共电极电压的驱动方式具有较低的噪声，进而具有较佳的信噪比(signal to noise ratio；S/N)。在目前的LCD显示器中，极性转换的驱动方式约可分为帧反转(frame inversion)、列反转(row inversion)、行反转(column inversion)及点反转(dot inversion)等四种。图8显示已知LCD显示器中四种极性转换驱动方法的范例，其中帧反转的驱动方式在第N帧时，将LCD面板26上所有像素的极性设定为正极性，即源极驱动线上的电压大于共电极电压Vcom，接着在下一个帧(第N+1帧)时，将LCD面板26上所有像素的极性反转为负极性，即源极驱动线上的电压小于共电极电压Vcom。图8所示的列反转的驱动方式，在第N帧时，将第一列、第三列及第五列上的像素设定为正极性，第二列及第四列上的像素设定为负极性，接着在第N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用在内嵌式液晶显示器的非分时触控及显示驱动方法，其特征在于，所述内嵌式液晶显示器包含多个共电极板、多条栅极驱动线及多条源极驱动线，所述多条栅极驱动线用以选择要驱动的像素，每一个所述共电极板用以设定多个像素的参考电位，所述非分时触控及显示驱动方法包括下列步骤：分别施加交流驱动信号至各个所述共电极板以决定各个所述共电极板的共电极电压，其中所述交流驱动信号是交替切换于一高准位及一低准位之间，所述高准位及低准位的持续时间等于单一条所述栅极驱动线的驱动时间或为所述驱动时间的整数倍；在所述交流驱动信号的所述高准位的期间及所述低准位的期间，通过所述多条源极驱动线对被驱动的像素施加像素电压以显示图像；以及在所述交流驱动信号的所述高准位的期间或所述低准位的期间，检测所述多个共电极板以判断是否有物件触碰所述内嵌式液晶显示器。

【技术特征摘要】
2015.08.20 TW 104127219;2015.05.06 US 62/157,4831.一种应用在内嵌式液晶显示器的非分时触控及显示驱动方法，其特征在于，所述内嵌式液晶显示器包含多个共电极板、多条栅极驱动线及多条源极驱动线，所述多条栅极驱动线用以选择要驱动的像素，每一个所述共电极板用以设定多个像素的参考电位，所述非分时触控及显示驱动方法包括下列步骤：分别施加交流驱动信号至各个所述共电极板以决定各个所述共电极板的共电极电压，其中所述交流驱动信号是交替切换于一高准位及一低准位之间，所述高准位及低准位的持续时间等于单一条所述栅极驱动线的驱动时间或为所述驱动时间的整数倍；在所述交流驱动信号的所述高准位的期间及所述低准位的期间，通过所述多条源极驱动线对被驱动的像素施加像素电压以显示图像；以及在所述交流驱动信号的所述高准位的期间或所述低准位的期间，检测所述多个共电极板以判断是否有物件触碰所述内嵌式液晶显示器。2.根据权利要求1所述的非分时触控及显示驱动方法，其特征在于，所述分别施加交流驱动信号至各个所述共电极板的步骤包括将同一列上的所述多个共电极板分成两部分分别施加相位相反的所述交流驱动信号。3.根据权利要求2所述的非分时触控及显示驱动方法，其特征在于，所述将同一列上的所述多个共电极板分成两部分分别施加相位相反的所述交流驱动信号的步骤包括对同一列上的相邻共电极板施加相位相反的所述交流驱动信号。4.根据权利要求1所述的非分时触控及显示驱动方法，其特征在于，所述分别施加交流驱动信号至各个所述共电极板的步骤包括将同一行上的所述多个共电极板分成两部分分别施加相位相反的所述交流驱动信号。5.根据权利要求4所述的非分时触控及显示驱动方法，其特征在于，所述将同一行上的所述多个共电极板分成两部分分别施加相位相反的所述交流驱动信号的步骤包括对同一行上的相邻共电极板施加相位相反的所述交流驱动信号。6.根据权利要求1所述的非分时触控及显示驱动方法，其特征在于，所述检测所述多个共电极板的步骤包括在所述多个共电极板被施加的所述交流驱动信号的准位切换并经一预设时间时，检测所述多个共电极板的电压是否达到一预设电压。7.根据权利要求1所述的非分时触控及显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志远，
申请(专利权)人：义隆电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71